Table Of ContentForschung und Praxis . Band 45
Berichte aus dem Fraunhofer-Institut
fur Produktionstechnik und Automatisierung,
Stuttgart, und dem Institut
fur Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb
der UniversiUit Stuttgart
Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. H. J. Warnecke
Wolfgang Hoheisel
Rechnerunterstutzte
Arbeitsplanerstellung
mit Kleinrechnern,
dargestellt am Beispiel
der Blechbearbeitung
Mit 74 Abbildungen
Springer-Verlag
Berlin Heidelberg New York 1981
Dipl.-Wirtsch.-Ing. Wolfgang Hoheisel
Fraunhofer-Institut fur Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart
Dr.-Ing. H, J, Warnecke
o. Professor an der Universitat Stuttgart
Fraunhofer-Institut fUr Produktionstechnik und Automatisierung (IPA), Stuttgart
D 93
ISBN-13 : 978-3-540-10505-3 e-ISBN-13 : 978-3-642-81569-0
DOl : 10.1007/978-3-642-81569-0
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Geleitwort des Herausgebers
Die Entwicklungen in der Produktionstechnik in den
letzten Jahrzehnten haben entscheidend zur positiven
wirtschaftlichen und sozialen Entwicklung in der
Bundesrepublik Deutschland beigetragen. Die Produktivi
tat konnte jedes Jahr urn durchschnittlich etwa 3,5 %
gesteigert werden. Mechanisierung und Automatisie-
rung wurden und werden stetig weiter vorangetrieben.
Wahrend es sich bisher jedoch urn Verbesserungen an ein
zelnen Maschinen und Anlagen sowie Verfahren handelte,
werden heute aIle Unternehmensbereiche erfaBt, und man
ist bemUht, das gesamte System Unternehmen bzw. Produk
tionsbetrieb zu optimieren. Das klassische BemUhen urn
Optimierung des Einsatzes und Zusammenwirkens der Pro
duktionsfaktoren Mensch, Maschine und Material muB heute
erweitert werden urn die BerUcksichtigung sozialer Belange,
gesetzlicher Auflagen, Probleme der Energieversorgung,
schnellen Veranderungen an den Produkten und auf den
Markten sowie Sicherung der Qualitat und der Lieferfahig
keit.
Von wissenschaftlicher Seite wird und muB dieses BemUhen
unterstUtzt werden durch die Entwicklung von Methoden
und Vorgehensweisen zur systematischen Analyse und Ver
besserung des Systems Produktionsbetrieb. Hier ist heute
insbesondere auch der Fertigungsingenieur gefordert,
nicht nur einzelne Maschinen und Verfahren zu beherrschen,
sondern das gesamte komplexe System hinsichtlich der Ver
knUpfung seiner Elemente durch zweckmaBigen Informations
und MaterialfluB. Beispielhaft seien dazu nur hinsicht
lich des Informationsflusses die heute gegebenen Mbglich
keiten der Datenerfassung und -verarbeitung in Ferti
gungsplanung und -steuerung, an den einzelnen
Produktionsanlagen sowie im Qualitatswesen genannt.
1m MaterialfluB geht es urn richtige AUswahl und Ein
satz von Fbrdermitteln, Fbrderhilfsmitteln sowie An
ordnung und Ausstattung von Lagern. Der weiteren Auto
matisierung in der Handhabung von WerkstUcken und
Werkzeugen sowie der Montage von Produkten wird in
nachster Zukunft allergrbBte Aufmerksamkeit geschenkt
werden. Leistungsfahige Sensoren werden die Mbglich
keiten dafUr sehr stark vergroBern.
Die beiden vom Herausgeber geleiteten Institute, das
Institut fUr Industrielle Fertigung und Fabrikbetrieb
der Universitat Stuttgart sowie das Fraunhofer-Institut
fUr Produktionstechnik und Automatisierung in Stuttgart,
arbeiten in grundlegender und angewandter Forschung
intensiv an den aufgezeigten Entwicklungen in der Pro
duktionstechnik mit. Zur Umsetzung gewonnener Erkennt
nisse wird die Schriftenreihe "IPA Forschung und Praxis"
herausgegeben. Der vorliegende Band setzt diese Reihe
fort, eine Ubersicht Uber bisher erschienene Titel wird
am SchluB dieses Bandes gegeben.
Dem Verfasser sei fUr die geleistete Arbeit gedankt,
dem Springer-Verlag fUr die Aufnahme dieser Schriften
reihe in seine Angebotspalette und der Druckerei fUr
saubere und zUgige AusfUhrung. Mbge das Buch von der
Fachwelt gut aufgenommen werden.
Hans-JUrgen Warnecke
Vorwort
Die vorliegende Dissertation entstand wahrend meiner Tatig
keit als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer
Institut fUr Produktionstechnik und Automatisierung (IPA)
in Stuttgart.
Herrn Professor Dr.-Ing. H.-J. Warnecke, dem Direktor des IPA
sowie Leiter des Instituts fUr Industrielle Fertigung und
Fabrikbetrieb der Universitat Stuttgart, bin ich fUr seine
wohlwollende UnterstUtzung und seine Forderung bei der Durch
fUhrung der Arbeit zu groBem Dank verpflichtet.
Herrn Professor Dr.-Ing. H. Grabowski danke ich vielmals
fUr die eingehende Durchsicht der Arbeit und die sich daraus
ergebenden Hinweise.
Bei der DurchfUhrung der fUr die vorliegende Dissertation not
wendigen Untersuchungen wurde ich in groBzUgiger Weise von der
Firma Siemens AG (GWK) in Karlsruhe unterstUtzt. HierfUr mochte
ich insbesondere den Herren K. Adam, Obering. E. Bux und
Ing. (grad.) E. KUhne danken.
DarUber hinaus mochte ich allen Mitarbeitern der genannten
Institute danken, die mir durch Kritik und Diskussionsbereit
schaft beim Abfassen der Arbeit behilflich waren. Dieser Dank
gilt insbesondere den Herren Dipl.-Ing. G.W. Dobler, Dr.-Ing.
O. Hirschbach und bipl.-Math. R. Scheel.
Stuttgart 1980 W. Hoheisel
INHALT
o VERWENDETE GR6SSEN UND EINHEITEN 12
PROBLEMSTELLUNG UND ZIELSETZUNG 1f)
2 SITUATION DER FERTIGUNGSPLANUNG 22
2.1 Organisatorische Eingliederung der Fertigungs
planung im Rahmen der Auftragsabwicklung 22
2.2 Moglichkeiten zur Rationalisierung der
Arbeitsplanerstellung 25
2.3 Einsatz von Kleinrechnern 30
2.4 Abgrenzung der Systeme zur rechnerunterstlitzten
Arbeitsplanerstellung 32
2.4.1 Planungsmethoden 32
2.4.2 Entwicklungsziele von Planungssystemen 35
2.4.3 Analyse bestehender Programmsysteme zur
rechnerunterstlitzten Arbeitsplanerstellung 39
3 KONZEPTION EINES PROGRAMMSYSTEMS ZUR RECHNER
UNTERSTUTZTEN ARBEITSPLANERSTELLUNG 43
3.1 Anforderungen an das Programmsystem 43
3.1.1 Dialogfahigkeit 43
3.1.2 Problemorientierte Programmiersprache 46
3.2 Aufbau des Planungssystems 47
3.3 Struktur des Programmsystems 50
3.4 Beschreibung der Informationshandhabung 52
3.5 Beschreibung der Ausgabeinformationen 55
3.6 Planungsfunktionen des Systems 57
3.6.1 Planungsfunktion "Ausgangsmaterialbestimmung" 57
3.6.2 Planungsfunktion "Fertigungsmittelauswahl" 59
3.6.3 Planungsfunktion "Vorgabezeitermittlung" 62
4 HANDHABUNG DES SYSTEMS ZUR RECHNERUNTERSTUTZTEN
ARBEITSPLANERSTELLUNG 65
4.1 Ermittlung der Fertigungsfolge 67
4.2 Beschreibung der Fertigungsaufgabe 67
- 10 -
4.3 Eingabe der Daten im Dialog 71
4.4 Ablauf des rechnerunterstlitzten Planungsprozesses 73
4.4.1 Ermittlung des Ausgangsmaterials 75
4.4.2 Festlegung °der Fertigungsmittel 77
4.4.3 Berechnung der Vorgabezeiten 80
4.5 Erstellung des Arbeitsplanes 85
4.6 wartung des Systems 87
5 AUSBAUM~GLlCHKElTEN DES SYSTEMS ZUR
ARBElTSPLANERSTELLUNG 90
5.1 Auswertung gespeicherter Daten mit dem Ziel,
fertigungstechnisch ahnliche Teile zusammen-
zufassen 90
5.2 Arbeitsplanorganisation 94
5.2.1 Probleme bei der Arbeitsplanverwaltung 95
5.2.1.1 Vergleich der Speicherverfahren 95
5.2.1.2 Beschreibung des angewandten Speicherverfahrens 97
5.2.2 Struktur des Systems 98
5.2.3 Ubersicht tiber das Programmsystem zur rechner-
unterstlitzten Arbeitsplanorganisation 100
5.3 Rechnerunterstlitzte Werkzeugkalkulation 102
5.3.1 Vorarbeiten 102
5.3.1.1 Ermittlung der Kostenfunktion des Werkzeuges 102
5.3.1.2 Programmtechnische Realisierung der Werk-
zeugkalkulation 105
5.3.2 Handhabung des Systems 106
6 ZUKUNFTlGE ENTWlCKLUNGEN 108
7 VORGEHENSWElSE BEl DER ElNFUHRUNG DES SYSTEMS
ZUR RECHNERUNTERSTUTZTEN ARBElTSPLANERSTELLUNG 110
7.1 lmplementierung der betriebsneutralen Software 110
7.2 Systematik der Erfassung der betriebsspezifischen
Planungsinformationen 112
7.2.1 Voruntersuchung 114
7.2.2 EDV-gerechte Erfassung der Planungsinformationen 117
- 11 -
8 ANWENOUNGSERFAHRUNGEN UNO WIRTSCHAFTLICHKEITS
BETRACHTUNGEN 127
8.1 Anwendungserfahrungen 127
8.1.1 Randbedingungen im praktischen Anwendungsfall 127
8.1.2 Zusammenfassung der praktischen Erfahrungen 128
8.2 Wirtschaftlichkeitsuntersuchung 130
8.2.1 Problematik der Wirtschaftlichkeitsuntersuchung 130
8.2.1.1 Kostenaspekte im Zusammenhang mit der
Arbeitsplanerstellung 131
8.2.1.2 Nutzenaspekte des Planungssystems 133
8.2.1.3 Auswertung der Kosten-/Nutzenanalyse 136
9 ZUSAMMENFASSUNG 143
10 SCHRIFTTUM 176
11 ANHANG 157
11.1 Beschreibungssystem des Programms zur rechner
unterstutzten Arbeitsplanerstellung 157
11 .2 Beschreibungssystem fur Einfachschneidwerkzeuge 162
11.3 Ausgabelisten des Systems zur Fertigungs
familienbildung 166
o verwendete Grossen und Einheiten
Zeichen Einheit Bedeutung
a Gesamtzahl der gespeicherten Arbeits
plane
A Jahre Amortisationsdauer
A (N) Zeitfunktionen
A 3 Zahler - Spindelanzahl
AA Anzahl der Arbeitsplane/pro Monat
AB DM/Jahre kalkulatorische Abschreibung
AG Arbeitsgang
AGNr. Arbeitsgangnurnmer
AP Anzahl der Arbeitspositionen
APD Datei des Beschreibungscodes
APL Datei der Arbeitsplatzdatei
APNr. Arbeitsplatznurnmer
b Durchs~hriittliche Anzahl von Arbeits
vorgangen pro Arbeitsplan
B % BestinuntheitsmaB
B1 nun Breite
B1 (1) Funktion zur Berechung des An- und
Uberlaufs
bi Konstanten der Regressionsrechnung
BKL DM/Jahr Laufende Betriebskosten
D Eingabevariable
D1 nun Dicke
e Ereignis
E Faktor fUr Einhei t, a.uf welche sich
Zeit bezieht
EB % Einsatzbreite des Planungssystems
EDVA Elektronische Datenverarbeitungsanlage
ET Entscheidungstabelle
Gg DM kumulierter Gewinn
Gv DM Gewinn pro Fertigungsverfahren
HV % Vorkonunenshaufigkeit pro Fertigungs
verfahren
